为什么杂交水稻和多倍体育种不是利用植物组织培养技术?

小编:优质农业网   人气:0℃   发布时间:2025-02-20 11:08:53
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要了解这个问题,你首先要知道什么是多倍体育种,了解了它,你就知道为什么了!

为什么杂交水稻和多倍体育种不是利用植物组织培养技术?

多倍体育种的定义:

利用人工诱变或自然变异等,通过细胞染色体组加倍获得多倍体育种材料,用以选育花卉新品种的技术。

最常用、最有效的多倍体育种方法是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗。秋水仙素能抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体,但不影响染色体的复制,使细胞不能形成两个子细胞,而染色数目加倍。

利用人工诱变或自然变异等,通过细胞染色体组加倍获得多倍体育种材料,用以选育作物新品种的技术。在细胞中具有3个或3个以上染色体组的生物体称多倍体。由同一物种所形成的多倍体称为同源多倍体。经不同物种间杂交、加倍后形成的多倍体称为异源多倍体。由于染色体组数目不同,多倍体可分为三倍体、四倍体、五倍体、六倍体、八倍体等。在蔬菜育种中,多倍体育种不仅用于选育丰产、优质新品种,获得无子果实和创造新物种,还可作为克服远缘杂交不育和杂种不稔性的有效手段。

简史:1916年温克勒(H.Winkler)在番茄与龙葵的嫁接试验中发现,在愈伤组织长成的枝条中有番茄的四倍体。自1937年布莱克斯利(A.F.B.lakes lee)和埃弗里(A.G.Avery)利用秋水仙素诱发曼陀罗四倍体获得成功以后,各国相继展开人工诱发多倍体的试验研究。1947年,木原均、西山市三发表《利用三倍体无子西瓜之研究》,报导了三倍体无子西瓜选育成功。1959年,西贞夫等利用四倍体结球甘蓝和四倍体白菜杂交,成功地育成双二倍体新种——“白蓝”。目前,已有1000多种植的获得了多倍体。中国于20世纪50年代开始多倍体育种的研究。70年代以来,蔬菜多倍体育种取得许多重要进展,已培育出三倍体、四倍体西瓜,四倍体甜瓜以及萝卜、番茄、茄子、芦笋、辣椒和黄瓜等蔬菜多倍体材料。

诱发多倍体的方法:主要有物理法和化学法两种。物理的方法包括各种射线、异常温度、高速离心力、高温处理等;化学法是用秋水仙素、水合三氯乙醛、笑气、富民隆等化学药剂处理。被广泛条用的主要是秋水仙素,成功率最高,经秋水仙素处理后,正处于有丝分裂的植物细胞,其纺锤体的产生受到抑制,这样染色体虽然进行了分裂,但细胞并未分开,因此,细胞内的染色体数成倍增加。此后,细胞再进行分裂就形成了多倍体。还有,如在配子形成过程中,细胞减数分裂受到秋水仙素抑制后,配子变为二倍性。这种不进行减数分裂的雌雄配子结合后,也产生多倍体。前者是体细胞分生组织染色体加倍的起源方式,而后者则是配子的染色体未减数的起源方式。

秋水仙素引变多倍体的方法主要有以下几种:①浸泡法。又可分为种子处理和植物幼小枝条先端及侧芽处理两种。种子浸光处理是把干种子放进小瓶里或铺有滤纸的培养器中,然后注入0.01-1.0%的秋水仙素水溶液。置于室温或保持一定温度的条件下,经过一定时间后,用水冲净利播种;另外,用刚萌发的种子,经秋水仙素处理效果也很好。幼小枝条先端的处理,是利用幼嫩而易弯曲的枝条,使其先端直接浸泡在药液内。②滴下法。在作物幼小的顶芽或腋芽上,用滴管0.1-0.4%秋水仙素溶液。每天一至数次,连续滴2-3天。为防止溶液流失,可用药液棉球覆盖在幼芽上使之密接,或直接滴在覆盖在芽的棉球上。此法的优点是不致使芽受药害而死亡,且可随时调整处理的时间,成功率较高。③羊毛脂法,用0.1-1.0%的秋水向素溶液和无水羊毛脂混合的软膏,在幼芽上涂抹。处理时间,因作物种类和秋水仙素浓度不同而异。秋水仙素常用浓度为0.2%。处理时间,短者几分钟,长则10天左右。

鉴定诱变后的蔬菜是否为多倍体,可观察其形态解剖学特性及结实情况。如在苗期调查子叶及叶片是否肥厚,幼芽胚茎是否肥大,在成株时期观察叶片气孔和花粉粒的大小等。凡较对照大者多有可能为多倍体变异,此为间接鉴定。更可靠的是进行染色体直接鉴定,即取植物根尖细胞、嫩叶细胞或花粉母细胞制片选适当的染色剂,如丙酸-铁-洋红-水合三氯醛(PICCH)等进行染色,用涂抹法或压片法观察诱变材料,确定其染色体的倍数。具体育种方法按一般育种程序进行。

由此,杂交水稻和多倍体育种不是利用植物组织培养技术

(1)从图上看,⑤是杂交,⑦是花药离体培养,⑧是秋水仙素处理,染色体加倍,因此⑤⑦⑧表示单倍体育种,单倍体育种的优点是明显缩短育种年限,而且获得的都是纯种;⑦是花药离体培养过程的原理是植物细胞的全能性.

(2)以矮秆易感稻瘟病(ddrr)和高秆抗稻瘟病(DDRR)水稻为亲本进行杂交,得到F1的基因型是DdRr.F1自交产生F2,F2矮杆抗病水稻ddRR:ddRr=1:2,不能稳定遗传的基因型是指ddRr占

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,稳定遗传的都是纯合子.若让F2中的全部矮秆抗病的水稻植株自由授粉,自由授粉即随机交配或自由交配,矮杆抗病水稻ddRR:ddRr=1:2,碳它们产生的配子dR:dr=2:1?所得子代中的中ddRR的比例为(
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)2=
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,ddRr所占比例2×
2
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×
1
3
4
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,因此ddRR和ddRr的比为1:1.

(3)①铁结合蛋白基因是目的基因,获取目的基因的方法有从基因文库中获取,人工化学合成,PCR技术扩增等,若铁结合蛋白基因来自菜豆,利用菜豆细胞内形成的mRNA通过逆转录过程形成cDNA,将这些cDNA用限制酶处理后储存在受体菌群体内,这些受体菌群被称为菜豆的cDNA文库.?

②目的基因导入受体细胞的方法依据受体细胞的类型不同而不同,微生物主要是CaCl2溶液处理,将细胞处理成感受态细胞,使重组Ti质粒易于导入.重组Ti质粒上的标记基因是潮霉素基因,标记基因的作用是用于鉴定和选择,筛选过程是通过在培养基2中加入潮霉素实现的.

③判断所得含铁量较高的转基因水稻新品种与野生水稻属于是否属于同一物种的方法是看是否产生生殖隔离,新物种形成的标志是产生生殖隔离,因此,它们仍是同一物种,没有生殖隔离.

故答案为:

(1)⑤⑦⑧植物细胞的全能性?

(2)

2
3
? 1:1

(3)①cDNA文库?②CaCl2?潮霉素?③生殖隔离

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